【物理】2023-2024學年魯科版（2019）選擇性必修第一冊 動量和動量定理（二）課件

1.1動量和動量定理（二）第1章動量及其守恒定律1.理解沖量的概念，知道沖量是矢量，會計算某力的沖量。2.理解動量定理的確切含義及其表達式，會運用動量定理解決實際問題。3.會用動量定理解釋碰撞、緩沖等生活的現(xiàn)象。學習目標上述兩幅圖均發(fā)生了碰撞，安全氣囊、海綿墊如何起到保護的作用？緩沖

Δp=mΔv

動量的變化與速度的變化有關；所以，動量的變化量與物體的受力情況和力的作用時間有關。例如：火車啟動時，若牽引力小，需要較長的時間才能達到正常的行駛速度；若牽引力大，需要較短的時間就能達到相同的行駛速度。Δv=at速度的變化量與加速度和時間有關；物理情景1：設一質(zhì)量為m的物體，初速度為v1，在合力恒為F的力的作用下，經(jīng)過一段時間t，速度變?yōu)関2，如圖所示：求動量的變化表明動量的變化與力的作用對時間的積累效果有關。則有：即：力是產(chǎn)生加速度的原因，力也稱作動量變化率。v1v2由牛頓第二定律：物體的加速度：沖量情景2：假設在拉力F和阻力f的共同作用下，質(zhì)量為m的物塊的速度由v1變?yōu)関2

，已知兩力作用的時間為t，試求物塊的動量變化沖量動量變化力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量，用符號I表示。單位：?！っ?N·s)①沖量是矢量，方向與力方向相同（適用于恒力）。②沖量是過程量，它描述的是力作用在物體上的時間累積效應。I=Ft一、沖量F-t圖像面積意義：反映了力對物體沖量，且有正負之分。t/s43210246108F沖量功區(qū)別意義公式單位標、矢量正負作用效果聯(lián)系力在時間上的累積,對應一段時間，在F-t圖像中可以用面積表示改變物體的動量改變物體的動能W=FxcosθI=Ft力在位移上累積，對應一段位移，在F-x圖像中可以用面積表示N·sN·m（J）矢量標量正負表示方向正負表示動力做功或阻力做功有力作用，一定有沖量；不一定做功(1)某個力的沖量。僅由該力的大小和該力的作用時間決定，與是否受其他力及其運動狀態(tài)無關。(2)合力的沖量。①先計算各個力的沖量，再求各沖量的矢量和；②先計算合力，再求合力的沖量。恒力沖量的計算方法例1.質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，在與水平面成

角的拉力F作用下由靜止開始運動，經(jīng)時間t速度達到v，在這段時間內(nèi)拉力F和重力mg沖量大小分別是(

)A．Ft，0B．Ftcos

,

0C．mv,

0D．Ft,

mgtF

vmgD例2.質(zhì)量m=2kg的物體，在

=37°的光滑斜面的頂端由靜止滑下，已知斜面的長為s=12m，g=10m/s2，物體由斜面的頂端下滑到底端的過程中.求：(1)物體所受各個力各自的沖量？(2)合力的沖量？GN(1)重力的沖量：IG=mgt=40N·s，方向豎直向下支持力的沖量：IN=N·t=mgcos

·t=32N·s，方向垂直斜面向上

(2)合外力的沖量：I合=mgsin

·t=24N·s，方向沿斜面向下合力沖量：I=F1t1＋F2t2＋·····；I

合=F合·Δt

對于方向不變、大小隨時間均勻變化的變力，沖量也可用I=F(t′-t)計算，但式中的F應為Δt時間內(nèi)的平均力，即F-t圖像面積法：F-t圖線與t軸所圍的面積等于力F沖量的數(shù)值。上方面積取正值，表示正向沖量；下方面積為負值，代表反向沖量.總沖量為I總=S1+S2+......變力沖量的計算方法物體在一過程中所受合外力的沖量等于該物體在此過程中動量的變化量，這稱為動量定理。作用于物體上的合外力等于物體動量的變化率。這是牛頓第二定律的另一種表述。在變力的作用下，動量定理仍然成立。對于變力，動量定理中的F應理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值；變力的沖量方向與動量的變化量方向相同。二、動量定理例3.一個質(zhì)量為60kg的男孩從高處跳下，以5m/s的速度豎直落地。取重力加速度g=10m/s2.

(1)

若男孩落地時屈膝，用了1s停下來，則落地時地面對他的平均作用力是多大？解：以豎直向上為正向。由題意可知：m=60kg，v1=-5m/s，v2=0(1)t1=1s，由動量定理得，方向豎直向上例3.一個質(zhì)量為60kg的男孩從高處跳下，以5m/s的速度豎直落地。取重力加速度g=10m/s2.

(2)若男孩落地時沒有屈膝，只用了0.1s就停下來，則落地時地面對他的平均作用力又是多大？(2)t2=0.1s，由動量定理得，方向豎直向上兩種落地方式中，動量的變化量相同，但所經(jīng)歷時間不同。作用時間越短，地面對人的平均作用力越大。由動量定理：物體間的相互作用力與物體動量的變化和作用時間有關。①增大物體的動量變化量、縮短作用時間來增大相互作用力。，三、碰撞與緩沖的實例分析②減小物體的動量變化量、增加作用時間來減小相互作用力。驗證動量定理我們可用DIS實驗裝置驗證在變力作用下的動量定理。如圖1-10，將力傳感器、光電傳感器接入電